Sinds de uitvinding van elektrische apparaten, moesten veel apparaten op een constante stroombron worden aangesloten om te kunnen werken. Dankzij de batterijvoeding kunnen sommige apparaten even de tijd nemen om niet constant op een stopcontact te worden aangesloten. Batterijen moeten echter nog steeds worden opgeladen, en daarvoor moeten de apparaten lange tijd zijn aangesloten. In recentere jaren hebben draadloze oplaadpads het leven gemakkelijker gemaakt.
U hoeft niet te prutsen aan het grijpen naar een kabel die is gevallen of is gerommeld bij het aansluiten. Je kunt je telefoon gewoon op een bepaalde plek neerleggen en hij laadt zonder poespas op. Draadloos opladen is superhandig en is zelfs geïntegreerd in bijvoorbeeld bureaus en salontafels. U hoeft dus niet eens een stand-alone oplaadpad te hebben.
Het werkt nog steeds alleen als je telefoon op de juiste plek staat. Het bereik van oplaadpads is eigenlijk niets. Met sommige rechtopstaande oplaadstandaards kun je je telefoon niet eens opzij leggen om een video te bekijken terwijl deze wordt opgeladen. En als je je telefoon van een oplaadpad gooit of niet voorzichtig genoeg plaatst, werkt het gewoon niet.
De manier om dit op te lossen ligt voor de hand, om het bereik te vergroten. In staat zijn om je telefoon of zelfs je andere apparaten op te laden door ze simpelweg in dezelfde kamer als een oplader te plaatsen, zou een game-changer zijn. Dit gaat echter gepaard met grote technische hindernissen.
Om de paar jaar is er wat beweging in het veld. Energous heeft bijvoorbeeld op meerdere CES-shows presentaties gegeven, maar heeft er nog steeds niet echt een gebruikersgerichte producten om ervoor te laten zien en is zeker geen begrip geworden met zo'n behulpzaam technologie. Xiaomi is echter een begrip.
Het bedrijf is de op twee na grootste smartphonefabrikant en heeft een serieus R&D-budget om dit soort problemen op te lossen. Xiaomi heeft ook een lange geschiedenis van het pushen van de grenzen met betrekking tot het opladen van telefoons met hoge snelheid, zowel bedraad als draadloos. Dus met Xiaomi's aankondiging over zijn Mi Air Charge-technologie, krijgen we misschien een blik op bijna tastbare toekomstige technologie.
Waarom is draadloos opladen op kamerschaal zo moeilijk?
Voordat we ingaan op hoe Mi Air Charge werkt, is het de moeite waard om uit te leggen waarom draadloos opladen moeilijk is, zodat we de technologie die ervoor zorgt dat het werkt voldoende kunnen waarderen. Draadloos opladen werkt volgens hetzelfde principe als NFC- en RFID-kaarten en -lezers. Het maakt gebruik van een eigenaardigheid van elektromagnetisme.
Elke stromende elektrische stroom genereert een magnetisch veld. Een magnetisch veld kan op zijn beurt een elektrische stroom in een circuit induceren. Door zorgvuldig twee circuits te ontwerpen, kun je er een maken die een magnetisch veld produceert dat een elektrische stroom in de andere genereert, in wezen draadloos elektriciteit verzenden. Zo werken de huidige draadloze opladers.
Het probleem is efficiëntie. Het magnetische veld dat ontstaat, spreidt zich gelijkmatig uit in alle richtingen. Dit betekent dat de veldsterkte ongeveer in het kwadraat van de afstand afneemt. Dus als je 10W vermogen kunt verzenden op een afstand van 1 cm, zakt dat af naar 2,5 W op slechts 2 cm. De hoeveelheid stroom die je nodig hebt om op deze manier draadloos op te laden op elke afstand op kamerschaal, wordt al snel belachelijk. Het opschalen van de technologie is geen haalbare oplossing, dus er moet iets anders veranderen.
Voer Mi Air Charge in
Mi Air Charge maakt gebruik van "beamforming" -technologie om draadloos opladen op kamerschaal te maken, zo niet een realiteit, op zijn minst een mogelijkheid. Beamforming is een bewezen technologie die je elke dag kunt gebruiken zonder dat je het doorhebt. Moderne wifi-routers met meerdere antennes gebruiken beamforming om hun bereik en signaalsterkte te vergroten.
Beamforming werkt vanuit het simpele uitgangspunt dat golven met elkaar kunnen interfereren. Stel je hebt twee rimpelingen in een plas water en ze kruisen elkaar. In dat geval vormen de pieken en dalen van de twee rimpelingen samen superpieken en superdalen wanneer ze op één lijn liggen met hun respectieve leeftijdsgenoten voordat ze hun pad vervolgen. Dit gebeurt met elke golf, zelfs licht zoals de radiogolven die in wifi worden gebruikt.
In termen van wifi-signaalsterkte zijn die superpieken hotspots. Door de signaalsterkte van meerdere antennes zorgvuldig aan te passen, ontstaat een zeer aanpasbaar interferentiepatroon. Met een slimme verwerking is het mogelijk om ervoor te zorgen dat de signaalhotspot van het interferentiepatroon zich op het eigenlijke apparaat bevindt, waardoor de transmissiesnelheden en het maximale bereik toenemen. Sterker nog, het is zelfs mogelijk om het interferentiepatroon in realtime aan te passen om ervoor te zorgen dat de hotspot voor signaalsterkte u volgt. De andere apparaten in uw netwerk zijn in de buurt terwijl ze allemaal bewegen.
Mi Air Charge doet hetzelfde. Het gebruikt alleen een andere lichtfrequentie. Het gebruikt ook de geïnduceerde stroom om een apparaat op te laden in plaats van gegevens met hoge snelheden te verzenden. Helaas is het iets ingewikkelder dan dat. Verbonden Wi-Fi-apparaten zenden over het algemeen terug naar de router via normale bewerkingen. Hierdoor kan de router constant en nauwkeurig hun relatieve locaties volgen en het interferentiepatroon indien nodig aanpassen. Draadloze oplaadoplossingen hebben niet per se een terugkerend signaal om dit mee te doen.
Mi Air Charge heeft een basisstation met vijf antennes om het geheel aan het werk te krijgen. Deze worden gebruikt om de bakenantenne nauwkeurig te lokaliseren in een compatibel apparaat binnen bereik. Het basisstation zendt de stroom eigenlijk uit met een array van 144 (ja, die honderd en vierenveertig is geen typfout) antennes om het interferentiepatroon te creëren door middel van bundelvorming van een mm-golf signaal. Het ontvangende apparaat heeft een array van veertien antennes die het signaal omzetten in stroom om het apparaat op te laden.
Xiaomi beweert dat de technologie tegelijkertijd 5W vermogen naar meerdere apparaten kan verzenden. Het beweert ook dat de stroom op enkele meters kan worden ontvangen en dat het signaal niet wordt verslechterd door objecten in de weg. Helaas, hoe geweldig dit ook klinkt, er is slecht nieuws.
Het slechte nieuws
Een probleem met deze technologie is dat deze op geen enkele manier compatibel is met de huidige apparaten. Om te werken, moet je telefoon de juiste hardware hebben, wat nu niet het geval is. U kunt de benodigde elektronica toevoegen via een adapter of oplader. Helaas zou dit bulk toevoegen en waarschijnlijk de oplaadpoort in beslag nemen.
Een ander probleem is waarschijnlijk de prijs. Hoewel je telefoon al een reeks antennes heeft, kost het toevoegen van nog een paar niet al te veel. Het basisstation is anders. Het basisstation zou meer vermogen moeten verwerken, wat niet zo'n groot probleem is. Er zouden ook bijna honderdvijftig antennes in moeten zitten. Dat gaat aardig wat geld kosten. Je hebt ook de kosten voor de verwerkingskracht die nodig is om alles aan te kunnen. Realistisch gezien heb je waarschijnlijk een paar generaties lang nog hogere prijzen. Zo'n zogenaamde "early adopter tax" is standaard op bloedstollende en cutting-edge tech.
Bulk zal waarschijnlijk een klein probleem zijn. Hoewel een paar extra antennes geen kostenprobleem in een telefoon zullen zijn, is de ruimte kostbaar en zou er waarschijnlijk iets moeten gebeuren. Bovendien zou het basisstation waarschijnlijk behoorlijk uitgebreid zijn, ongeveer zo groot als een paar routers die op elkaar zijn gestapeld. Je kunt dit zelfs zien in Xiaomi's persbericht afbeeldingen, waar het basisstation zo groot lijkt als een bijzettafel naast een bank.
Het laatste probleem, althans voorlopig, is gewoon tijd. Xiaomi kondigde oorspronkelijk Mi Air Charge aan in januari 2021. Sindsdien heeft het er niet meer naar verwezen. Het heeft de oorspronkelijke aankondiging van zijn blog verwijderd, hoewel het nog steeds te zien is via de Wayback-machine. Dit suggereert dat Mi Air Charge meer een technische demo was dan een prototype voor een product dat bijna klaar was om op de markt te komen.
Conclusie
Een van de dingen die we niet als een probleem naar voren brachten, was de beperking tot 5W. Hoewel 5W misschien niet veel is, is het vermeldenswaard dat dit een vroege technische demo is en geen eindproduct, dus specificaties kunnen in de toekomst veranderen. Het is ook vermeldenswaard dat 5 W opladen relatief zacht is voor de batterij, waardoor deze minder verslechtert dan opladen op hoge snelheid. Dus zolang je de tijd hebt om je apparaat langzaam op te laden, is het eigenlijk beter voor de levensduur. Dit duidt op de ware kracht van een dergelijk product. Als hij op een werkplek of bij u thuis wordt geplaatst, kan hij gedurende lange perioden voorzichtig veel apparaten tegelijk opladen.
Theoretisch zou het mogelijk zijn om andere apparaten op dezelfde manier van stroom te voorzien. Apparaten met een laag stroomverbruik, zoals tv-afstandsbedieningen en andere wegwerpapparaten op batterijen, zouden bijvoorbeeld een ideaal gebruiksscenario zijn. Een dergelijke combinatie zou waarschijnlijk ook het afval van wegwerpbatterijen verminderen. Veel IoT-apparaten kunnen ook compatibel worden gemaakt met een draadloos stroomsysteem.
Inderdaad, draadloze stroomvoorziening zou een geweldige handige functie zijn. Het is waarschijnlijk ook een realiteit in de relatief nabije toekomst. Hoewel we de technologie hebben om het te doen met de technologie die we nu hebben, zoals het Mi Air Charge-concept van Xiaomi laat zien. Het zou een hypermoderne technologie zijn met bijbehorende hoge kosten. Zonder wijdverbreide acceptatie van apparaten, heeft het ook geen gemakkelijke weg naar de huizen van mensen. Om het te gaan gebruiken, hebt u nieuwe hardware nodig en moet u oude hardware vervangen.
We kijken er naar uit om meer over dit onderwerp te horen. Ofwel van Xiaomi met een bijgewerkt productoverzicht of van een concurrent die de technologie vooruit duwt. We zouden ook graag zien dat elk toekomstig product wordt gestandaardiseerd in het voordeel van alle consumenten. Idealiter zou dit gebeuren zonder eerst een lange periode van concurrerende normen. Helaas klinkt het voorlopig niet alsof het idee helemaal klaar is voor prime time. Vergeet niet uw mening te delen in de onderstaande opmerkingen.